Результат интеллектуальной деятельности: КОНСТРУКЦИЯ ГАЗОВОЙ И ГАЗОКОНДЕНСАТНОЙ СКВАЖИНЫ С ОТКРЫТЫМ ЗАБОЕМ

Конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к конструкциям глубоких газовых и газоконденсатных скважин с открытым забоем, в том числе с наклонно направленным и горизонтальным окончанием ствола, пробуренных в зонах повсеместного распространения многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости.

Известна конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем, включающая кондуктор, техническую и эксплуатационную колонны, хвостовик-фильтр [Вяхирев Р.И. и др. Теория и опыт добычи газа. - М.: Недра, 1998. - С.157].

Недостатками этой конструкции являются недостаточная ремонтопригодность и низкая надежность в процессе эксплуатации скважин в районах повсеместного распространения многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости.

Известна конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем, включающая кондуктор, техническую и эксплуатационную колонны, хвостовик-фильтр, закрепленный в нижней части эксплуатационной колонны с помощью подвески хвостовика [Басарыгин Ю.М. и др. Технология капитального и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин: учеб. - Краснодар: Изд-во «Сов. Кубань, 2002. - С.14-19].

Недостатками этой конструкции являются недостаточная ремонтопригодность и низкая надежность в процессе эксплуатации скважин в районах повсеместного распространения многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости.

Достигаемый технический результат, который получается в результате создания изобретения, состоит в создании ремонтопригодной конструкции глубокой газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем при соблюдении ее надежности в процессе эксплуатации в районах повсеместного распространения многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известной конструкции газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем, включающей кондуктор, техническую и эксплуатационную колонны, хвостовик-фильтр, закрепленный в нижней части эксплуатационной колонны с помощью подвески хвостовика, лифтовую колонну, концентрично установленную в эксплуатационной колонне и соединенную с подвеской хвостовика, при этом лифтовая колонна снабжена приустьевым клапаном-отсекателем, ингибиторным клапаном, компенсатором температурных изменений длины лифтовой колонны, циркуляционным клапаном и полированным наконечником, а подвеска хвостовика снабжена якорным узлом, пакерующим устройством, посадочным ниппелем, переводником, снабженным в верхней части полированным посадочным местом, с возможностью взаимодействия с полированным наконечником лифтовой колонны, при этом циркуляционный клапан и компенсатор температурных изменений длины лифтовой колонны размещены в непосредственной близости от головы хвостовика-фильтра, а приустьевой клапан-отсекатель и ингибиторный клапан - непосредственно под зоной многолетнемерзлых пород, причем полированный наконечник лифтовой колонны и полированное посадочное место переводника подвески хвостовика взаимодействуют друг с другом, герметично разобщая затрубное пространство скважины от трубного, при этом проходные отверстия лифтовой колонны и хвостовика-фильтра равны. Причем лифтовая колонна в зоне многолетнемерзлых пород может быть выполнена из теплоизолированных лифтовых труб, а приустьевой клапан-отсекатель может быть выполнен с возможностью управления с поверхности, например, посредством гидравлики, и размещен либо в составе лифтовой колонны в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород с наиболее низкой температурой, либо в посадочном ниппеле, дополнительно размещенном в составе лифтовой колонны в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород. При этом приустьевой клапан-отсекатель может быть выполнен с возможностью автономного действия, срабатывающего от перепада давления, и размещен в посадочном ниппеле, дополнительно размещенном в составе лифтовой колонны в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород.

На чертеже изображена заявляемая конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем.

Конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем включает кондуктор 1, техническую 2 и эксплуатационную 3 колонны, хвостовик-фильтр 4, закрепленный в нижней части эксплуатационной колонны 3 с помощью подвески хвостовика 5, лифтовую колонну 6, концентрично установленную в эксплуатационной колонне 3 и соединенную с подвеской хвостовика 5. При этом лифтовая колонна 6 снабжена приустьевым клапаном-отсекателем 7, ингибиторным клапаном 8, компенсатором температурных изменений длины лифтовой колонны 9, циркуляционным клапаном 10 и полированным наконечником 11. Подвеска хвостовика 5 снабжена якорным узлом 12, пакерующим устройством 13, посадочным ниппелем 14, переводником 15, снабженным в верхней части полированным посадочным местом, с возможностью взаимодействия с полированным наконечником 11 лифтовой колонны 6.

В зоне многолетнемерзлых пород 16 лифтовая колонна 6 может быть выполнена из теплоизолированных лифтовых труб.

Приустьевой клапан-отсекатель 7 может быть выполнен с возможностью управления с поверхности, например, посредством гидравлики и размещен в составе лифтовой колонны 6 в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород 16 с наиболее низкой температурой. При этом приустьевой клапан-отсекатель 7 может быть размещен в посадочном ниппеле, дополнительно размещенном в составе лифтовой колонны 6 в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород 16.

Приустьевой клапан-отсекатель 7 может быть также выполнен с возможностью автономного действия, срабатывающего от перепада давления, и размещен в посадочном ниппеле, дополнительно размещенном в составе лифтовой колонны 6 в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород 16.

На устье скважины установлена колонная головка 17, на которой подвешены кондуктор 1, техническая 2 и эксплуатационная 3 колонны, и фонтанная арматура 18, к которой присоединена лифтовая колонна 6.

Скважину заявляемой конструкции монтируют следующим образом.

В пробуренную скважину, обсаженную кондуктором 1, технической 2 и эксплуатационной 3 колоннами, спускают хвостовик-фильтр 4 и подвешивают его в нижней части эксплуатационной колонны 3 с помощью подвески хвостовика-фильтра 5. Хвостовик-фильтр 4 своими фильтрующими элементами размещается в продуктивном пласте 19 и предотвращает попадание частиц песка и других твердых примесей из продуктивного пласта 19 в ствол скважины.

В скважину спускают лифтовую колонну 6 с приустьевым клапаном-отсекателем 7, ингибиторным клапаном 8, компенсатором температурных изменений длины лифтовой колонны 9, циркуляционным клапаном 10, полированным наконечником 11.

Лифтовую колонну 6 комплектуют из высокогерметичных насосно-компрессорных труб. Возможна комплектация верхней части лифтовой колонны 6 в интервале многолетнемерзлых пород 16 из теплоизолированных лифтовых труб.

В случае комплектации лифтовой колонны 6 приустьевым клапаном-отсекателем 7, размещенным в составе лифтовой колонны и управляемым с поверхности от гидравлической станции управления, трубки линии управления 20 присоединяют к наружной поверхности лифтовой колонны 6.

В случае комплектации лифтовой колонны 6 приустьевым клапаном-отсекателем 7, устанавливаемым в посадочном ниппеле и управляемым с поверхности от гидравлической станции управления, в составе лифтовой колонны 6 дополнительно монтируют посадочный ниппель в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород 16, а трубки линии управления 20 присоединяют к наружной поверхности лифтовой колонны 6 и к отверстию в посадочном ниппеле.

В случае комплектации лифтовой колонны 6 приустьевым клапаном-отсекателем 7 автономного действия, устанавливаемым в посадочном ниппеле и срабатывающего от перепада давления, в составе лифтовой колонны 6 дополнительно монтируют посадочный ниппель в приустьевой зоне ниже многолетнемерзлых пород 16.

Лифтовая колонна 6 своим полированным наконечником 11 садится в полированное посадочное место переводника 15 подвески хвостовика 5 и герметизирует их, разобщая затрубное пространство скважины от трубного пространства.

В этом случае подвеска хвостовика 5 выполняет функцию эксплуатационного пакера: якорный узел 12 предназначен для подвески и крепления хвостовика-фильтра 4 во внутренней полости эксплуатационной колонны 3; пакерующее устройство 13 - для герметичного разобщения затрубного пространства скважины от трубного пространства, - и скважина эксплуатируется фактически по пакерной схеме.

Заявляемая конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем позволяет проводить ремонт скважины без ее глушения за счет наличия в составе подвески хвостовика 5 посадочного ниппеля 14. При установке в посадочном ниппеле 14 глухой пробки происходит герметичное разобщение внутренней полости хвостовика-фильтра 4 от внутренней полости лифтовой колонны 6. Это обстоятельство позволяет извлечь лифтовую колонну 6 из скважины без ее глушения и провести ремонтные работы в скважине, в том числе консервацию скважины или ремонт фонтанной арматуры.

Для эффективности добычи газа из газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем целесообразно, чтобы проходные отверстия лифтовой колонны 6 и хвостовика-фильтра 4 были равными, что позволяет обеспечить поступление всего объема газа, поступающего из продуктивного пласта, на дневную поверхность.

Герметичное соединение лифтовой колонны 6 с хвостовиком-фильтром 4 требует обеспечение возможности создания циркуляции в трубном и затрубном пространствах скважины при проведении различных технологических операций в процессе эксплуатации или ремонте скважины, например, при закачивании надпакерной жидкости или ее удалении из скважины. Это возможно за счет наличия в составе лифтовой колонны 6 циркуляционного клапана 10.

Для предотвращения разгерметизации трубного и затрубного пространств скважины при изменении длины лифтовой колонны 6 под воздействием температурных колебаний служит компенсатор температурных изменений длины лифтовой колонны 9.

Для предотвращения образования гидратных пробок в лифтовой колонне 6 при снижении температуры по стволу скважины предназначен ингибиторный клапан 8, через который проводится закачивание в скважину ингибитора гидратообразования.

Приустьевой клапан-отсекатель 7 позволяет в аварийной ситуации, например при смятии технической 2, эксплуатационной 3 и лифтовой 4 колонн, обрыве трубок линии управления 20 приустьевым клапаном-отсекателем 7, повреждении фонтанной арматуры 18 и в других случаях, дистанционно принудительно или автоматически закрыться, перекрыв внутреннюю полость лифтовой колонны 6. Тем самым предотвратить возникновение открытого газового фонтана.

Смятие технической 2, эксплуатационной 3 и лифтовой 4 колонн наиболее вероятно в зоне многолетнемерзлых пород 16. Поэтому приустьевой клапан-отсекатель 7 необходимо размещать именно ниже интервала их залегания.

Лифтовую колонну 6 подвешивают в трубной головке фонтанной арматуры 18, размещенной на колонной головке 17.

Весь этот комплекс технических решений направлен на решение общей задачи - обеспечить ремонтопригодность конструкции глубокой газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем при соблюдении ее надежности в процессе эксплуатации в районах повсеместного распространения многолетнемерзлых пород с высокой степенью льдистости. Именно такая надежная конструкция предлагается в данной заявке.

Заявляемая конструкция газовой и газоконденсатной скважины с открытым забоем обеспечивает надежность, безопасность и ремонтопригодность эксплуатации в зоне многолетнемерзлых пород, особенно при наличии горных пород с высокой степенью льдистости. Позволяет при необходимости оперативно перекрыть ствол скважины, тем самым избежать открытого газового фонтана. Позволяет уменьшить выпуск газа в атмосферу, то есть сберечь ценнейшее углеводородное сырье.